焦磷酸盐体系化学镀钴磷合金工艺研究.docx

doc】焦磷酸盐体系化学镀钻磷合金工艺研究焦磷酸盐体系化学镀钴磷合金工艺研究焦罱辨{r{91992_茸8月但撇电镀与环保第l2卷第2期(总第6垂期).7?(2)电镀开始时采用比正常值大2,3倍的电流冲击0.5,1min,使之在短时间内镀上一层锌,硪少氢的析出,然后再降到允许DK的下限进行电镀，破少过大D；【起的譬氢量.(8) 在工艺规范允许的范围内,适当提高镀液温度,降低浓差极化和电化学极化提高电流效率,减少渗氢量.(9) 采用阴极移动,减少氢在沉积层上的滞留时间.(10) 在保证一定镀层厚度的前提下尽置减少电镀时间,硪少渗氢量;厚度太厚,反而增加镀屠脆性.(6)严格控制DE添抑剂及光亮剂的添加量，DE添加量比常规镀液少i/8左右,光亮嗣香草醛少1/4,这样可有效地控制有机物过快积累;槽液要定期用锌粉和格性炭净化她理，必要时用CK-778进行综台处理，使槽液保持正常工作状态；要经常捡查舔加剂质量,镀弹性零件用DE及光亮剂要定点定厂供应，确保其符合电镀要求,避免混用其他添加剂造成不必要质量事故.(7)为确保弹性零件电镀质量,要采用专用镀锌槽,切不可与其它零件共用镀槽4.驱氢工序的控制弹性零件在击油,酸洗电沉积过程中,无论采取何种防范措施,渗氢是不可避免的,总有部分氢原子海八镀层和基体金属晶格中,造成晶格歪扭,增大内应力,导致礁性增加.消除由氢脆引起的脆性,我厂采用镀锌后热处理方法驱氢.工艺流程为:常规镀锌工艺[化学镀]呻随烘箱自然冷却至室流程—_清洗干净—驱氢（180~220?,保温2,'h）―一一呻漂洗一呻MX出光液出光一一二次澡1洗一？低铭钝化一一二擞磷浇一一热水冼——,压缩空气吹干——老化—一检验—一浸漆—I}}干—成品检验.驱氢效果取决于处理时间和温度,一般温度高时间长,驱氢效果好,但温度不宜过高,镀锌层超过25眈,会使锌结晶组织变形导致锌层变脆,影响耐蚀性.一般弹性零件驱氢温度控制在180~22D.C内，保温处理2h,M8下弹性垫匿需4注意驱氢前必须清洗干净后方可A烘箱驱氢,否则影响驱氢效果.驱氢后弹性零件表面形成一屠白筷,影响钝化,经HNO3,H2SO等活化出光后，低铭钝化后钝化膜呈灰黑色，无光泽，笔者经过多次试验，配制了MX出光液,该出光液由多种有机暖和无机物组成,可迅速击除表面白膜,低铬钝化后弹性零件光泽好,可与常规镀锌钝化膜媲美.钝亿后零件要及时用压缩空气吱干，于6DN70.C温度下烘焙老化30~60min.驱氢对严格控制温度,细心操作,可提高驱氢效果.三,结束语弹性零件镀锌产生脆性的原因是多方面的,要把弹性零件的瞻性阵列最低限度必须抓住每一个环节,选择最佳工艺条件和工艺方法,根据弹性零件的特殊要求制订相应的驱氢工艺从而聚证其机饿和电气性能,提高使用寿觎焦磷酸盐体系化学镀钴磷合金工艺研究（填江师范专科学校化学系）丁q,,2[搞要]拳文夼绍了焦磷酸钠为络夸荆,硫酸接寿加速荆的化学键Co-P合垒的工艺奈件,井测定丁谊配方反应表现和活化能,包括各成分对棱速的影响和诈用,温度升垃速的影响,镀层外观厦结合力,镀液的稳定性寻.请顷配方厦工艺条件的镀速较快,稳定性亦较好.一,实验方法铝片经粒度为1000的金相砂纸磨光后,参照文献［作除油,碱碾浸蚀,混台酸浸蚀,氢氟酸浸蚀等于且处理.每一工序后用清水洗净.经以上处理的铝片吹干,称重,置于恒温（温度波动为?0.5?）的化学镀Co-P台盒镀液中边搅拌边施镀,一定时间后出槽,冲洗并吹于,再称重.镀速用mg/c?h表示.二,实验结果1. 镀液成分对镀速的影响在so~c~,当囔荷（即工件表面稿d,与镀液8-1999MarElectroplating&PollutionControl0l-竺!:兰体积L之比甩o/v表示）为2时,改变镀液中某一成分的量,而固定其它成分的量,测定镀速与这一成分最之间的关系绪果如图1,6所示图l,图8表明:镀速随NailjPO2-I-I~OCoCI,?eH20爰Na,P2O-10H2（M的增力口而上升，CoCh?鞫1NaHPO,H2助镀速的影响圈2CoCh?6H2财镀逮的影响SNa?P2O?10H2O（g/L｝图3Na,P2O7?10H20寸镀速的影响6H?O,NaH2PO-H2O,Na,PzO~10H3一定景时镀速有一最大值，再增大时镀述反而下鹏tNH.）SoJ在镀液中有两个作用，一是充当pH值的缓冲剂，以防止沉积出钻镀层附近因消耗OH离子而使PH值降低二是形成钻一焦磷酸一氟的复台络合庠圈l,匮e施镀备件(NHD,SO垃Ll图t(NH?才SO?对镀速的影响10暑9暑】520253O35H3B03/圉H3BO3寸镀速的影响图6NaOH寸镀速的影响镀液成份(g/L)厦条件圈l阻2圉强'图6围BCoch?6H20B,22O2o2ONaH2PO2?H2O型020to岫(NH{)O{40|04O4ONdP?o10HzO130130100"VlS0l30130lOH3B吼2O20口O2O,36"20NaOH323l3232I2，—32温度8O?时间0V\1999年8月电镀与环保第12卷第2期(总第艇期)?吾.以提高镀液的稳定性.图4说田.镀速随(NH4)2SO.量的增加而下降,这可能是(NHO:SOt强酸性的盐类,量太大时使整个镀液的pH下降所致.但是从提高镀液的稳定性考虑，(NH.)2SO,又是必需的，故采用40g/L为宜.巩B03是一种辅助促进剂，也是为了提高镀速且提高镀液的穑定性.实验表明:ItsBO.量小于20g/L时镀液出现混蚀,可能是碱性太大所致.图5表明,镀速随H量的增大而下降,这也与I值的减小有关.从图6可见,镀速随Na(H量增加=可直线地上升.实验表明：Na0H少于10g/L,不能得？?镀层,86g/L以上对由于生成Co(OIt),沉淀而出现混浊.2. 藏苛对镶速的影响载荷是池学镀中的一个重要指标,在相同镀壤条件下,镀速一般都随着载荷的增加而急剧地下降，o,v一般以1dm2/L为宜，可在034dm〜/L范围内波动，本文的试验结果如图7示.施镀条件:CoCI26H:020g/LNaHP02?H2020g/L(NH')S0440g/LNa'P207?10H20180g/LH3B0320g/LNa0H34g/L温度80?时间10min量g譬0123O(d/L)圉7载荷对镀速的影响0.温度对镀速的影响在68.O?,84.C范围内,当载荷为o/v=~dm~/L时,用与载荷试验相同的镀澈条件，测定了不同温度下的镀速.结果表明在8O科下，镀速随鼠度而指数地上升.化学镀的反应速率的经验公式为']:gv=k+rlg[H]一(1)式中v为镀速,K为常数,r是对H的反应级数，E为反应的表现活化能，R为通用气体常数,T为绝对温度.当NaOIl的量,缓辟剂(NH?).SO?,H03的量恒定时,溶液的pH是一定的，可见v对1/T作图可得直线，由直线斜率可算得反应的表现活f七能为：E寰=(--2.308R)X斜率(2)本文铡得1gv对1/T如图8所示,图中直线的辩率为-900,故E=17.28kjtmol,.\\o..o【—.,...——1ITX19图8温度对镀速的影响实验还证实80.C以上,镀速随温度上升而下降,例如8O.O世融.5?以上时，镀液镀速分别为1O.38及9.9erag/era2?h.4 .镀层外观及结台力以上各种镀壤配方得到的镀层都为浅灰色.曾用多种方法试验了镀层的结台力例如在2oC温度下热处理0.5h后立即投凡冷水中，镀层不起屠不鼓泡，目测也无裂纹;镀层用锐利刀片划格后不起层;施镀后的铝片对折180后有少许裂纹.由此可见镀层结台力良好.』5 镀液的稳定性在以上工艺条件下20h内连续施镀,镀液不分解,可见是稳定的.根据"上研究结果,可总结出化学镀Co-P台盒的工艺条件为:CoC12?6H!ONaH2P?H20(NH4)tS0lNa4P207?10H2OH3BO3Na0H温度载荷(o/v,18,26g/L16~24g/L40g/L120~135g/L20g/L84g/L(pH9.5,10.0)75.,80'C1dm2/L左右参考文献1]伍学高等编着吼学镀技术,四川科学技术出版社.P141(1985)【1I=INarens,Pl~tingp380(196T】]大高彻雄,热处理,22,p233(1982)【4]K.TZichlkeeta1Me【Progress.2pT?(196o更正:本文图1标目应为NaH2P02?H~O(g/L),图2标目应为CoCh?sH2O(g/L)。